Phương pháp chế biến các sản phẩm thiên nhiên

2.2. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định. Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, acid béo chi phương dây dài thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán trở nên khó khăn.

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀOTẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC Phương pháp chế biến các sản phẩm thiên nhiên

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Quốc Toàn

Học viên thực hiện: Phạm Thị Phương Nam

Hà Nội, tháng 11 năm 2019

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀOTẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC Phương pháp chế biến các sản phẩm thiên nhiên

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Quốc Toàn

Học viên thực hiện: Phạm Thị Phương Nam

Chuyên đề: Tìm hiểu về quy trình chế biến tinh dầu sả chanh

Hà Nội, tháng 11 năm 2019

1. Tổng quan

1.1 Sơ lược về cây sả chanh [1]

Sả chanh (Cymbopogon citratus) còn được gọi là cỏ sả, lá sả, hương mao, thuộc họ Lúa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nó được trồng phổ biến ở nước ta Cây cao khoảng 1,5 m sống lâu năm mọc thành bụi, phân nhánh nhiều Sả không những được sử dụng làm gia vị trong chế biến các món ăn mà còn được sử dụng như một loại thảo dược dân tộc ở các vùng nhiệt đới trên thế giới (Gbenou, J D et al., 2013)

Trong những năm gần đây, tinh dầu sả được giới khoa học rất quan tâm bởi khả năng ức chế hoạt động sống của một số nhóm vi sinh vật gây bệnh và hoạt tính dược lý của nó Priyanka Singh và cộng sự đã nghiên cứu về ảnh hưởng của tinh dầu

sả đến sự phát triển và khả năng sản sinh độc tố của Aspergillus flavus, kết quả cho thấy tinh dầu sả ức chế hoàn toàn sự phát triển của nấm mốc A flavus (Singh P et al., 2010) Khả năng ức chế sự hình thành các biofilm bởi Candida albicans, Listeria monocytogenes, biofilm nguyên nhân chính gây nhiễm trong công nghiệp sản xuất thực phẩm bởi chúng rất khó bị loại trừ trong quá trình vệ sinh hệ thống trang thiết

bị (Maíra Maciel Mattos de Oliveiraa et al., 2010; Khan MS and Ahmad I, 2012) Một số công trình nghiên cứu ngoài nước về thành phần tinh dầu sả chanh (Cymbopogon citratus) cho thấy thành phần chính của nó gồm geranial (citral-a), neral (citral-b) và myrcene (Bassolé IH et al., 2011; Mohamed Hanaa AR et al., 2012)

Cây sả chanh là đối tượng dễ trồng, thích hợp với nhiều loại đất ở các vùng trung du, miền núi và mang lại hiệu quả kinh tế cao Với lợi thế về tiềm năng đất đai thì cây sả được xem là đối tượng góp phần xóa đói giảm nghèo cho người dân miền núi Tuy nhiên, cho đến nay hầu như chưa có công trình nghiên cứu nào công bố về thành phần các hợp chất dễ bay hơi trong tinh dầu sả chanh ở Việt Nam Xuất phát

từ tình hình thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần hợp chất dễ bay

hơi trong sả chanh ở các địa phương của Nghệ An nói riêng và Việt Nam nói chung nhằm đánh giá chất lượng tinh dầu sả ở nước ta phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến tinh dầu sả

1.2 Lịch sử nghiên cứu về tinh dầu

Tinh dầu được sử dụng từ rất lâu đời Dựa theo những văn bản cổ để lại thì từ thế kỉ thứ 9, tinh dầu đã thu được bằng phương pháp chưng cất: nguyên liệu thực vật được xử lý với alcol và sau đó được chưng cất với nước để thu được nước thơm

Vào thế kỉ thứ 16, khái niệm về dầu béo và tinh dầu cũng như các phương pháp để thu nhận chúng từ nước thơm đã được xác định Ngay từ thời gian này, tinh dầu đã được thương mại hóa với các mục tiêu về công nghiệp, mỹ phẩm và chữa bệnh

Khoảng cuối thế kỉ thứ 19, các tiến bộ trong hóa học đã có thể phân lập các phân tử có mùi thơm và sau đó tổng hợp chúng sử dụng trong điều trị, nước hoa và công nghiệp

Sang thế kỉ 20, sự phát triển mạnh mẽ của hóa học ở giai đoạn này đã khiến cho việc sản xuất tinh dầu theo con đường tổng hợp được cải tiến với khối lượng lớn, giá rẻ, quy trình ổn định và được tiêu chuẩn hóa Do đó, tinh dầu tổng hợp từ từ thay thế tinh dầu tự nhiên Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp trong sản xuất tinh dầu ở giai đoạn này được ví như thuật giả kim

Đầu những năm 1990 và nhất là thời kì đầu thế kỉ 21, cách nhìn nhận về tinh dầu đã được đổi mới toàn diện Do một số yếu tố: các ảnh hưởng không tốt đối với sức khỏe của hóa chất tổng hợp, xu hướng sinh thái kêu gọi quay trở về với thiên nhiên và bảo vệ môi trường, các cân nhắc về lợi ích kinh tế nhằm khuyến khích việc

tự điều trị,… Do đó, từ chỗ bị lãng quên tinh dầu đã lấy lại lợi thế của mình và dần chiếm lại các sản phẩm hữu cơ

1.3 Khái niệm

Tinh dầu (essential oil) để chỉ chất lỏng không tan trong nước, chứa các hợp chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, thu được từ nguồn nguyên liệu thực vật bằng quá trình chiết hơi nước, chưng cất khô (dry distillation) hoặc bởi một quá trình cơ học phù hợp mà không cần dùng nhiệt (ép hoặc chiết bằng dung môi)

Khái niệm về tinh dầu cũng được dùng để chỉ loại dầu dễ bay hơi (volatile) hoặc dầu nhẹ (ethereal oil)

Tinh dầu sả chanh (tên tiếng anh là lemongrass essential oil) được chiết xuất từ thân và lá của cây sả chanh bằng phương pháp chưng cất hơi nước Sả chanh là một loài thảo dược thuộc họ cỏ Poaceae Đây là một loài sả có nguồn gốc từ Đông Nam

Á, Ấn Độ, Trung Quốc

1.4 Thành phần hóa học:

Tinh dầu nói chung có chứa terpen và các dẫn xuất có chứa oxi của tecpen như rượu, aldehyde, este, lacton,…

Mặc dù tinh dầu có chứa nhiều cấu tử như vậy nhưng chỉ có một vài cấu tử có mùi đặc trưng cho từng loại tinh dầu khác nhau

Ở nhiệt độ thường, tinh dầu sả chanh là chất lỏng màu vàn khá đậm, có mùi thơm giống với mùi chanh, không tan trong nước và nhẹ hơn nước Thành phần chính cuả tinh dầu sả chanh là citral và geraniol

Citral là hợp chất thuộc loại aldehyde không no và là một trong những aldehyde quan trọng nhất của tinh dầu xả chanh Citral là hỗn hợp của 2 đồng phân

hình học: dạng Z là geranial (citral A) và E là neral (citral B)

Hình 1 Công thức cấu tạo của geranial (citral A) và neral (citral B)

Geraniol là hợp chất thuộc loại alcol không no có hai nối đôi trong phân tử mạch không vòng Geraniol là hỗn hợp của hai đồng phân hình học dạng Z là

geraiol và E là dạng nerol.

Hình 2: Công thức cấu tạo của Geraniol và Nerol

1.5 Tác dụng của tinh dầu sả chanh

Trong ẩm thực

Sả chanh được dùng làm gia vị trong nền ẩm thực lâu đời của các quốc gia Châu Á Nó có thể sấy khô, dùng tươi và xay thành bột mịn

Ở Việt Nam, cây sả là nguyên liệu chủ yếu sử dụng trong các món mắm, nấu với thịt,…

Ở Ấn Độ, nó được dùng trong các món súp, cà ri,…

Ở các nước Châu Phi và các nước Trung Mỹ thì lại được dùng như trà uống

Trong y học

Theo đông y: sả chanh có tên là Hương Mao, có vị cay the, mùi thơm, tính

ấm, có tác dụng làm ra mồ hôi, sát khuẩn, chóng viêm, hạ khí, thông tiểu, tiêu đờm

để chữa đầy bụng, khó tiêu, phù mề, chữa ho do cảm cúm,…

Ở Thái Lan, thân rễ cây sả được dùng để trị bạch đới, diệt muỗi Ở Trung Quốc lại được dùng để khử trùng, trừ giun Ở Indonesia thì dùng rễ kết hợp với nhiều vị thuốc khác để trị bệnh vàng da

Trong bảo vệ sức khỏe

Xua đuổi côn trùng

Nhờ thành phần có chứa nhiều citral và geraniol (Hai hợp chất có khả năng xua đuổi côn trùng) nên tinh dầu sả chanh được biết đến với công dụng đuổi muỗi, kiến

Giải độc

Ở nhiều quốc gia trong đó có các nước ở Châu Phi và Nam Mỹ thường dùng tinh dầu sả để pha trà Nó được biết đến với khả năng giải độc cho đường tiêu hóa,

gan, thận và tuyến tụy Có được tác dụng này là nhờ tinh dầu sả có tính lợi tiểu Nó giúp đào thải các chất độc hại qua nước tiểu

Bảo vệ dạ dày, hỗ trợ điều trị viêm loét dạ dày

Từ nhiều thế kỷ nay sả chanh đã được biết đến như một loại thảo dược có khả năng điều trị các bệnh như: Đau dạ dày, viêm loét dạ dày Ngày nay nhiều nghiên cứu đã chứng minh tác dụng tuyệt vời này của loại tinh dầu này

Giảm căng thẳng, giúp dễ ngủ

Mùi hương của sả chanh dịu nhẹ, dễ ngửi và có tính an thần Loại tinh dầu này giúp bạn cảm thấy thoải mái, bớt căng thẳng, bớt lo âu giúp nâng cao chất lượng giấc ngủ

Tăng cường hệ miễn dịch, diệt khuẩn, chống viêm

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng tinh dầu sả nói chung hay sả chanh nói riêng có khả năng chống nấm và diệt khuẩn hiệu quả Có được tác dụng này chính là nhờ hàm lượng cao các chất citral và limonene trong tinh dầu sả chanh Hai hợp chất này có khả năng tiêu diệt và ngăn chặn sự phát triển của nấm, vi khuẩn

Bên cạnh đó limonene có trong loại tinh dầu này cũng sở hữu đặc tính chống viêm tuyệt vời Viêm là nguyên nhân dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý khác nhau, chẳng hạn: Dị ứng, hen, viêm khớp, tăng huyết áp, tiểu đường, bệnh Crohn, Parkinson

Chăm sóc da, tóc

Nhờ khả năng khử khuẩn, chống nấm và chống oxy mà loại tinh dầu này thường được sử dụng để chăm sóc da và đặc biệt là tóc

Massage giảm đau

Nhờ khả năng làm tăng cường lưu thông máu, chống viêm và ngăn ngừa quá trình oxy hóa mà tinh dầu sả chanh có tác dụng làm giảm các tình trạng đau cơ, đau lưng, bong gân và chuột rút

2. Quy trình chiết suất tinh dầu sả chanh

2.1 Chuẩn bị nguyên liệu[2]

Nguyên liệu được nghiên cứu là củ sả chanh được lấy ở quận Thanh Khê, Đà Nẵng Sau khi thu hái, đem rửa sạch, dùng phần củ sả (tính từ gốc trở lên 10cm) sau

đó phơi héo, cắt mỏng

Củ sả

Xử lý nguyên liệu Nguyên liệu sạch

Tinh dầu

Làm khan bằng Na2SO4

Chiết

Chưng cất lôi cuốn hơi nước Tinh dầu thô

Sơ đồ nghiên cứu quy trình chiết

2.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, acid béo chi phương dây dài thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán trở nên khó khăn

Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước trong phòng thí nghiệm

Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước trong công nghiệp

3. Kết quả

Tinh dầu sả thu được từ quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước có hàm lượng 0,65% trong củ sả Sản phẩm có mùi thơm dịu, cố nhiều công dụng thú vị đã được nghiên cứu

Kết quả thử nghiệm tinh dầu cũng cho kết quả tốt

Kết quả định lượng tinh dầu trong củ sả [2]:

Ngày chiết tinh dầu sau thu hoạch cũng ảnh hưởng tới lượng tinh dầu hu được, do đó muốn đạt lượng tinh dầu tốt cần chiết ngay sau thu hoạch:

Xác định chỉ số lý học:

Chỉ số cảm quan:

Tỷ trọng tinh dầu:

Chỉ số acid:

Chỉ số este:

Chỉ số xà phòng hóa:

Thành phần hóa học (phương pháp GCMS):

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Thị Huyền, Trần Thị Phương Chi, Các cấu tử dễ bay hơi từ loài sả chanh ở Nghệ An, Trường Đại học Vinh

2. Đoàn Bảo Duy “Ngiên cứu quy trình chiết tách tinh dầu sả chanh ở vùng Quảng Nam, Đà Nẵng”, khóa luận tốt nghiệp, đại học sư phạm Đà Nẵng, 2018